INTRODUCCION

1. EVALUACION DE LAS TECNICAS (LANDFARMING, BIOPILAS) EN LA BIORREMEDIACION DE SUELOSTALLER DE TESIS I

2. INTRODUCCION En Santa Cruz se encuentran un sin numero de sitios contaminados con diferentes niveles de Impacto ambiental, resultado de la actividad petrolera de aproximadamente 60 años. Estos van desde suelos, gravas, lodos de perforación ,etc. El crecimiento continuo de la actividad petrolera en los ultimas años ha hecho que la misma Industria del Petróleo busque medidas efectivas en términos de costo beneficio para la recuperación de sitios contaminados. La Biorremediación (Técnica de Landfarming) es la única tecnologías que se esta aplicando actualmente en Santa Cruz dando resultados satisfactorios en la mayoría de los casos. Sin embargo una técnica mucho mas eficiente por el tiempo de la restauración de suelos es la técnica de Biopilas que a nuestro criterio dará resultados mas provechosos por el control de algunas variables que inciden directamente en el proceso de Biorremediación como ser Temperatura, Humedad , volatilidad , etc.

3. OBJETIVO GENERAL Disponer de tecnologías en el tratamiento de suelos contaminados con petróleo. OBJETIVOS ESPECIFICOS Evaluar técnicas biológicas (Landfarming , Biopilas) en la biorremediación de suelos contaminados con petróleo.

4. JUSTIFICACION No es reciente el problema de contaminación por residuos derivados del petróleo, ya sea por derrames incontrolados de combustibles, rotura de ductos, limpieza de piletas API, tanques , etc. Muchas veces estas contingencias están asociadas con practicas equivocadas de disposición final del residuo lo que ha influido de manera importante a la contaminación del suelo. El Reglamento Ambiental para el sector Hidrocarburos en su articulo 34o establece lo siguiente: Para el tratamiento de los suelos contaminados con los hidrocarburos o productos químicos, el responsable debe obtener la aprobación de la AAC, presentando la siguiente información, como parte del EEIA y MA.

5. Una caracterización detallada de los desechos para identificar los componentes de los mismos y su compatibilidad con el tratamiento del suelo. • La selección del lugar para identificar su compatibilidad y la capacidad del terreno para su tratamiento. • Determinación de la tasa de carga acumulativa de contaminantes en el suelo. • Evaluación de los riesgos sobre la salud publica y el medio ambiente. • Informes de monitoreo para asegurar la operación.

6. LIMITES MÁXIMOS PERMISIBLES PARA SUELOS EN FUNCION AL USO ACTUAL  O POTENCIAL Concentraciones en mg/Kg. De materia seca

7. HIPOTESIS: Las tecnicas de Biorremediación son más eficientes si se logra tener el control de parametros determinantes en el proceso. RESULTADOS: • Desarrollo de la tecnica de Landfarming • Desarrollo de la tecnica de Biopilas. • Evaluación de los procesos

8. MARCO TEORICOPARÁMETROS TÉCNICOS A CONSIDERAR PARA EL DESARROLLO DE (LANDFARMING , BIOPILA) Como ya se menciono, el tratamiento biológico consiste en promover y mantener activa una población microbiana (biomasa) que metabolice determinados residuos. Se pueden identificar, establecer y controlar las condiciones favorables que aseguren el crecimiento y desarrollo de la biomasa, esto hará que la biodegradación se lleve a cabo a una velocidad suficientemente alta como para que el tratamiento pueda ser competitivo con las alternativas físico-químicas existentes. Estas condiciones que influyen en la velocidad a la que tiene lugar el metabolismo y por lo tanto la biodegradación, pueden ser agrupadas en tres categorías:

9. CARACTERISTICAS DEL CONSTITUYENTE. Concentración y Toxicidad: Es importante tener en cuenta la concentración a la que se encuentra el contaminante por dos razones principales: 1.- Las sustancias orgánicas que son biodegradables a una determinada concentración pueden volverse persistentes a concentraciones mayores porque se inhibe el crecimiento del cultivo microbiano. Inclusive a concentraciones aun más altas puede llegar a ser toxico el compuesto para los microorganismos. 2.- La concentración inicial del contaminante es importante para determinar el tiempo de tratamiento y la factibilidad de aplicar este tipo de tecnología.

10. Estructura química (biodegradabilidad del sustrato) El éxito de la remediación en biopilas depende fuertemente de las características del contaminante. Hidrocarburos de petróleo como gasolina, diesel, lubricantes y crudo contienen varios tipos de compuestos, además de Carbono e Hidrógeno. Lo que hace que químicamente sean compuestos de mucha complejidad. Para poder ser tratado en una biopila, el compuesto debe ser degradable bajo las siguientes condicione: 1.- Bajo condiciones aeróbicas, a una velocidad bastante rápida como para permitir que la Biorremediación finalice en unas pocas semanas. 2.- La velocidad de degradación debe ser tal que como para que predomine sobre la velocidad de volatilización.

11. Volatilidad Es importante conocer previamente la volatilidad del componente propuesto para el tratamiento ya que si existen componentes volátiles antes que comience el proceso degradativo tienden a evaporarse con el aire que se inyecta o extrae de la biopila durante la aireación.

12. CARACTERÍSTICAS DEL SUELO Densidad de Población Microbiana: El suelo normalmente contiene diversos microorganismos siendo las bacterias el grupo generalmente más numeroso y activo. Ellas requieren una fuente de carbono para su crecimiento y una fuente de energía para sostener las funciones metabólicas requeridas para su crecimiento. El proceso metabólico utilizado requiere un aceptor final de electrones para enzimáticamente oxidar la fuente de carbono a dióxido de carbono. Las bacterias que utilizan compuestos orgánicos como fuente de carbono se denomina heterotróficas y las que utilizan oxigeno como aceptor final de electrones son aeróbicas.

13. Es sabido entonces que para la limpieza de residuos de hidrocarburos se necesitaran bacterias que sean aeróbicas y heterotróficas. Para que la biopila funcione eficientemente numero mínimo de estos microorganismos debe ser 103 UFC/gr (unidades formadores de colonia sobre gramos de suelo. PH: La actividad delos microorganismos depende fuertemente de este parámetro. La mayoría de ellos se desarrolla mejor en un rango próximo a la neutralidad, es decir pH entre 6-8 . Si al realizar el análisis del suelo a utiliza el valor de pH no se ubica en este rango debe corregirse al formarse la Biopila. Humedad: Par el proceso degradativo se necesita humedad por varias razones: 1.- Para el desarrollo celular ya que entre el 75 y 80% de su masa es agua. 2.- Para desplazarse hacia el sustrato en el caso de las especies inmóviles. 3.- Para el transporte de nutrientes

14. Temperatura: El aumento de la temperatura produce un aumento de la velocidad de crecimiento hasta que se alcanza un valor optimo. Un leve aumento sobre la temperatura optima hace disminuir drásticamente el crecimiento, pudiéndose producir la muerte celular. Por otro lado, las bajas temperaturas no son generalmente letales sino que hace que los microorganismos pasen a un estado latente. Disponibilidad de nutrientes: La masa celular contiene Carbono y otros numerosos elementos. Para el metabolismo se requiere de estos elementos como nutrientes y del carbono orgánico como sustrato. Algunos de ellos se necesitan en mayor proporción como Nitrógeno y Fósforo y se los denomina macro nutrientes y los que se necesitan en pequeñas cantidades son micro nutrientes los cuales generalmente no es necesario agregarlos ya que es suficiente la cantidad que naturalmente tienen lossuelos.

15. Textura El suelo esta formado por una amplia variedad de minerales y materia orgánica en variadas proporciones. Las propiedades del mismo además se ven afectadas por las interacciones con la atmósfera y por la actividad biológica delas plantas y microorganismos, por lo tanto sus propiedades varían de lugar a lugar. Una de las clasificaciones que se realizan de suelo, es por tamaño de partícula. En orden de tamaño de partícula decreciente se puede considerar: Grava>arena>sedimentos>arcilla

16. CONDICIONES CLIMATICAS Es importante tenerlas en cuenta al realizar el diseño de la biopila ya que en el caso de que fuesen muy adversas pueden afectar el normal funcionamiento de la misma. Temperatura ambiente:  Es importante tenerla en cuenta porque puede influir directamente sobre la temperatura del suelo de la biopila. Lluvias:  Influye directamente variando el contenido de humedad de la biopila, por lo tanto para eliminar el efecto adverso de ella es importante prever un recubrimiento de la misma. Vientos: Puede ocurrir la erosión del suelo de la biopìla por lo tanto para evitarlo también es importante el recubrimiento que se coloca sobre la misma

17. METODOLOGIA Parámetros para el diseño y construcción: Como se trata de un sistema experimental no necesitamos tener volúmenes de tratamiento demasiado grande, ni tampoco es necesario que nuestra unidad de tratamiento se encuentre en un lugar donde se nos dificulte hacerle el seguimiento. Sin embargo existen condiciones para diseñar este sistema las cuales consideraremos a continuación: ¨Selección del lugar ¨Preparación del terreno y construcción de las bases ¨Instalación del sistema de aireación ¨Instalación del sistema de adición de humedad. ¨Instalación del sistema de recolección de lixiviados ¨Formación del Landfarming y la Biopila.

18. LANDFARMING: Esta tecnica se basa en oxigenacion del suelo por la remosion mecanica de caps de reducido espesor por medio de herramientas de labranza. Las condiciones normalmente incluyen contenido de humedad, aireacion ,pH e incorporacion de nutrientes. La frecuencia de remocion es ajustada para cada situacion particular de modo de obtener una adecuada aireacion del terreno. Por tratarse de capas de escaso espesor, el suelo bajo tratamiento es afectado fuertemente por las condiciones ambientales externas, es decir vientos, lluvias, cambios termicos, irradiacion, etc.

20. Pliegue de sello de la membrana A 0.85 m Talud Talud Suelo base 80 m B A 0,25 m Membrana B Superficie del suelo base Suelo de protección Talud Talud Suelo base Membrana Superficie de suelo de protección Membrana Suelo en tratamiento

22. BIOPILAS

24. EVALUAR EL PROCESO DE BIORREMEDIACION . Caracterización preliminar del suelo Se tomara muestra del suelo a tratar y se realizaran los siguientes ensayos: ¨Granulometría ¨Textura ¨Nitrógeno ¨Fósforo ¨Potasio ¨Conductividad ¨pH ¨Humedad ¨TPH

25. Acondicionamiento del suelo Con la finalidad de atenuar los elementos inhibidores del proceso de Biorremediación se pueden agregar si el proceso lo requiere lo siguiente: • Material para incrementar la permeabilidad (Aserrín y/o arena) • Azufre para bajar el pH • Nutrientes que den lugar al proceso, N2 y P

26. Monitoreo y control analítico del proceso: La toma de muestras se realizara siguiendo el método de muestreo estandarizado, donde se controlaran las siguientes variables: ¨Nitrógeno ¨Fósforo ¨Potasio ¨TPH ¨Humedad ¨Conductividad ¨Microorganismos ¨pH Estos se determinaran mediante la norma ASTM

27. Monitoreo de la operación: La frecuencia e intensidad de la aireación mecánica de los dos sistemas se ajustara de acuerdo a los resultados del control analítico, igualmente se verificaran las condiciones de estanqueidad, drenajes, agua de lluvia, etc. Evaluación del proceso: Para la evaluación del proceso se confeccionaran diagramas que describan el comportamiento de los parámetros del proceso: Diagrama de TPH Diagrama de N2 Diagrama de K Diagrama de P Diagrama de Microorganismos

28. OBJETIVO RESUMEN NARRATIVO INDICADORES VERIFICABLES MEDIDAS VERIFICABLES HIPOTESIS OBJETIVO GENERAL Disponer de tecnología para la biorremediación de suelos contaminados con petróleo. La presente investigación. OBJETIVO ESPECIFICO 1.-Evaluación de las técnicas biológicas de Landfarming y Biopila en el Ecosistema de Santa Cruz. Resultados de investigación. Culminación del trabajo en un tiempo de 6 meses. RESULTADOS 1.-Desarrollo de la técnica de Landfarming 2.-Desarrollo de la técnica de Biopila 3.- Evaluación de resultados de las técnicas Informes de seguimiento de los procesos de biorremediación. Inspección de los lugares de tratamiento. MARCO LOGICO

29. 1.1.-Determinación del sitio de tratamiento. Análisis para la selección del lugar Plano de ubicación 1.2.-Determinación de la altura y volumen de la unidad de tratamiento. Informe técnico del dimensiónamiento Plano de diseño 1.3.-Preparación del terreno Diseño de la base de la biopila y plano de construcción Base de la Biopila construida 1.4.-Instalación del sistema de recolección de Lixiviados. Diseño del sistema de recolección de lixiviados, plano de instalación.. Sistema de recolección de lixiviados instalado. 1.5.-Armado del sistema experimental de Landfarming. A C T I V I D A D E S

30. 2.1.-Determinación del sitio de tratamiento. Análisis para la selección del lugar Plano de ubicación 2.2.-Determinación de la altura y volumen de la unidad de tratamiento. Informe técnico del dimensiónamiento Plano de diseño 2.3.-Preparación del terreno Diseño de la base de la biopila y plano de construcción Base de la Biopila construida 2.4.-Instalación del sistema de aireación. Diseño de la red de cañerías y dimencionamiento del soplador, planos de instalación Sistema de aireación instalado. 2.5.-Instalación del sistema de riego. Diseño de la red de cañerías y dimencionamiento del tanque pulmón, planos de instalación Sistema de riego instalado 2.6.-Instalación del sistema de recolección de Lixiviados. Diseño del sistema de recolección de lixiviados, plano de instalación. Sistema de recolección de lixiviados instalado. A C T I V I D A D E S

31. 2.7.- .-Armado del sistema experimental de Biopila. 3.1.-Caracterización preliminar del suelo Evaluación de parámetros determinantes del suelo Informe de análisis de Laboratorio 3.2.-Acondicionamiento del suelo Adecuación al proceso de las variables mas importantes Carta de flujo: ¨Acondicionamiento del suelo 3.3.-Monitoreo y control analítico de los procesos Evaluación de variables físico-químicas del proceso Carta de flujo: ¨Informes de Laboratorio. ¨Cantidad y frecuencia en la dosificación de nutrientes. ¨Intensidad y frecuencia: aireación, riego, etc. 3.4.-Evaluación de los proceso Metas alcanzadas en función de descontaminación y tiempo de proceso. Comparación con de resultados con otros métodos vigentes. A C T I V I D A D E S

32. AGOSTO. SEPT., OCT. NOV., DIC. ENER., FEB. MAR..,ABRIL 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 ACTIVIDADES Revisión y aprobación de Perfil Defensa de Perfil 1.1.-Determinación del sitio de tratamiento. 1.2.-Determinación de la altura y volumen de la unidad de tratamiento. 1.3.-Preparación del terreno CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

33. 1.4.-Instalación del sistema de recolección de Lixiviados. AGOSTO. SEPT. OCTB. NOV.,DIC ENER., FEB. 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1.5.-Armado del sistema experimental de Landfarming. 2.1.-Determinación del sitio de tratamiento. 2.2.-Determinación de la altura y volumen de la unidad de tratamiento. 2.3.-Preparación del terreno 2.4.-Instalación del sistema de aireación. 2.5.-Instalación del sistema de riego.

34. 2.6.-Instalación del sistema de recolección de Lixiviados. AGOSTO. SEPT. OCTB. NOV.,DIC ENER., FEB. 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 2.7.- .-Armado del sistema experimental de Biopila. 3.1.-Caracterización preliminar del suelo 3.2.-Acondicionamiento del suelo 3.3.-Monitoreo y control analítico de los procesos 3.4.-Evaluación de los proceso